JP2007237059A

JP2007237059A - 排ガス処理装置及び排ガス処理方法

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Publication number: JP2007237059A
Application number: JP2006061756A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Todaka; 光正戸高; Yuji Kitamura; 裕次北村
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-03-07
Also published as: JP5016240B2

Abstract

【課題】排ガス中の窒素酸化物を触媒室で分解するために必要なアンモニアを希釈するために別途に空気ファン等の送風機を使用する必要がなく、しかもアンモニアを排ガスに均一に混合することができ、排ガス中の塩化水素ガスやイオウ酸化物等の酸性ガスの結露による低温腐食の発生も防止できる排ガス処理装置とこれを利用した排ガス処理方法を提供すること。
【解決手段】排ガス中の煤塵を除去する除塵器１と、除塵器のガス排出部１ａから排出された排ガスを処理する触媒室２とを備えた廃棄物処置装置において、触媒室２から排出された排ガスの一部を除塵器のガス排出部１ａに戻す排ガス循環ライン８を設けるとともに、排ガス中の窒素酸化物を触媒室２で分解するために必要なアンモニアを排ガス循環ライン８に注入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物処理施設において排ガスを処理する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関し、とくに、排ガス中の煤塵を除去し、その後、排ガス中の窒素酸化物等の有害成分を触媒で分解除去する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。

都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を処理する廃棄物処理施設は、廃棄物のガス化、燃焼、溶融処理等によって発生した排ガスを処理する排ガス処理装置を備え、排ガス処理装置は、通常、所定温度まで冷却された排ガス中の煤塵を除去する除塵器と、除塵後の排ガスを無害化処理する触媒室とを備える（例えば特許文献１参照）。

図２は、従来の排ガス処理装置の一般的な構成を示す。図２において、排ガスは除塵器であるバグフィルター１１に導入され、排ガス中の煤塵が除去される。除塵後の排ガスは、触媒入口煙道１２を通って触媒室１３に導入され、触媒室１３にて排ガス中の窒素酸化物やダイオキシン類の分解除去が行われる、その後、排ガスは誘引送風機１４によって誘引され排ガス煙道１５を通って煙突から排出される。

このような排ガス処理装置において、触媒室１３での窒素酸化物の分解のためにはアンモニアが必要であり、排ガスが触媒室１３に入る前に排ガス中にアンモニアガスを均一に混合する必要がある。アンモニアガスを均一に混合しないと、排ガス中の窒素酸化物の分解に必要なアンモニアの濃淡が発生し、うすい所では窒素酸化物が十分に分解されず、また、濃い所では塩化アンモニウムや硫化アンモニウム等が発生し触媒の活性を著しく低下させる。

実際に必要なアンモニアガスの添加量は排ガス量に対し０．０２〜０．０４体積％と微量である。この微量のアンモニアガスを排ガス中に均一に混合するため、従来は図２に示すように、アンモニアガス発生装置１６からのアンモニアガスを空気ファン１７からの空気で希釈し、その後、触媒入口煙道１２の途中に設けたノズル１８から噴霧して排ガスと混合するようにしている。
特開２００６−１５１７９号公報

しかし、図２に示す従来の排ガス処理装置においては、アンモニアガスを希釈するための空気を供給する空気ファン１７が必要であり、また、空気ファン１７の空気供給量には限界があり、大量の空気を供給するには大型の空気ファンを使用する必要があり、コストアップの要因となる。

さらに、空気ファン１７から供給される空気は常温のため、この空気でアンモニアガスを希釈して排ガス中に混合すると、排ガスは通常１５０℃〜２００℃であるため、混合時に密度差による混合不良が発生しやすい。この混合不良を軽減するためには、触媒入口煙道１２中に多数のノズル１８を設け、混合のための触媒入口煙道１２を長くする必要がある。これも設備の大型化につながり、コストアップの要因となる。

また、常温の空気で希釈されたアンモニアガスを吹き込む触媒入口煙道１２中のノズル１８は、空気により冷却されるため排ガス中の塩化水素ガスやイオウ酸化物等の酸性ガスの結露により低温腐食の問題が発生する。

本発明が解決しようとする課題は、排ガス中の窒素酸化物を触媒室で分解するために必要なアンモニアを希釈するために別途に空気ファン等の送風機を使用する必要がなく、しかもアンモニアを排ガスに均一に混合することができ、排ガス中の塩化水素ガスやイオウ酸化物等の酸性ガスの結露による低温腐食の発生も防止できる排ガス処理装置とこれを利用した排ガス処理方法を提供することにある。

本発明の排ガス処理装置は、廃棄物処理施設の排ガス処理装置であって、排ガス中の煤塵を除去する除塵器と、除塵器のガス排出部から排出された排ガスを処理する触媒室とを備え、前記触媒室から排出された排ガスの一部を前記除塵器のガス排出部に戻す排ガス循環ラインを設けるとともに、排ガス中の窒素酸化物を触媒室で分解するために必要なアンモニアを前記排ガス循環ラインに注入するようにしたものである。

本発明の排ガス処理装置において、触媒室は、除塵器を収納するケーシング内に設けることが好ましい。

また、除塵器のガス排出部に複数の開口を有する仕切り板を設けて排ガスを整流し、前記排ガス循環ラインの先端を分岐して、アンモニア注入された排ガスを前記各開口に戻すようにすることが好ましい。

上記本発明の排ガス処理装置を利用した本発明の排ガス処理方法は、触媒室から排出された排ガスの一部を排ガス循環ラインを介して除塵器のガス排出部に戻すとともに、排ガス中の窒素酸化物を触媒室で分解するために必要なアンモニアを排ガス循環ラインに注入することを特徴とする。

本発明によれば、触媒室から排出された排ガスの一部を排ガス循環ラインにより除塵器のガス排出部に戻し、排ガス循環ラインの途中でアンモニアを注入するようにしたので、別途に空気ファン等の送風機を設けることなく、アンモニアを希釈して排ガスに均一に混合させることができ、装置もコンパクトにすることができる。また、排ガス循環ラインによれば、空気ファン等の送風機に比べ簡単に大風量が得られやすく装置コストを低減できる。

そして、排ガス循環ラインにより戻される排ガスは、除塵器のガス排出部から排出される排ガスと同成分のガスであり、同温度であるため、混合性が向上する。また、除塵器のガス排出部から排出される排ガスが冷却されることがないので、排ガス中の塩化水素ガスやイオウ酸化物等の酸性ガスの結露による低温腐食の発生も防止できる。

加えて、触媒室を、除塵器を収納するケーシング内に設けて一体化すれば、装置をよりコンパクト化することができる。

以下実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の排ガス処理装置の構成を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、廃棄物処理施設において廃棄物のガス化、燃焼、溶融処理等によって発生した排ガスは、１５０℃〜２００℃まで冷却された後、除塵器であるバグフィルター１に導入され、排ガス中の煤塵が除去される。実施例では、廃棄物溶融炉で発生した可燃性ガスを燃焼室で燃焼させ、燃焼により発生した燃焼排ガスをボイラに送って熱回収し、さらに、排ガス温度調整器で１５０℃〜２００℃まで冷却した排ガスをバグフィルター１に導入した。除塵後の排ガスは、バグフィルター１のガス排出部１ａから排出され、バグフィルター１のケーシング１ｂ内に設けられた触媒室２に導入され、触媒室２にて排ガス中の窒素酸化物やダイオキシン類の分解除去が行われる。その後、排ガスは誘引送風機３よって誘引され排ガス煙道４を通って煙突から排出される。

ここで、触媒室２のガス排出部２ａと誘引送風機３とを結ぶ煙道の途中には圧力制御ダンパ５が設けられており、その開閉度を調整することにより、誘引送風機３による排ガスの誘引量を調整している。通常、バグフィルター１のガス排出部１ａは、−３〜−４ｋＰａの負圧で運転される。また、バグフィルター１のケーシング１ｂ内には、バグフィルター１の上方にバグフィルター１を逆洗する際に高圧空気をパルス状に吹き出す逆洗用パルス管６が設けられ、バグフィルター１の下方にはバグフィルター１で除去された排ガス中の煤塵をケーシング１ｂ外に排出する煤塵排出装置７が設けられている。

このような排ガス処理装置において、触媒室２での窒素酸化物の分解のためには先に説明したようにアンモニアが必要である。本発明では、図１に示すように、煙突に通じる排ガス煙道４から分岐してバグフィルター１のガス排出部１ａに通じる排ガス循環ライン８を設け、この排ガス循環ライン８の上流側にアンモニア発生装置９からのアンモニアガスを注入し、排ガス循環ライン８を流れる排ガスによりアンモニアガスを１００倍以上に希釈した後、バグフィルター１のガス排出部１ａに吹き込む。

具体的に実施例では、バグフィルター１のケーシング１ｂ内に仕切り板１０を設けてバグフィルター１と触媒室２とを仕切り、仕切り板１０の、バグフィルター１のガス排出部１ａに対応する部分に複数の開口１０ａを設け、この開口１０ａを通じて、バグフィルター１で除塵された排ガスを整流して触媒室２側に導入する。この複数の開口１０ａは、均等な風量を確保するため、５０Ｐａ〜１００Ｐａ程度の圧損をもたせる開口面積とすることが好ましい。そして、排ガス循環ライン８の先端部のヘッダ管８ａより排ガス循環ライン８を分岐して、その先端の各ノズル８ｂより、排ガスで希釈されたアンモニアガスを各開口１０ａより吹き込んでバグフィルター１のガス排出部１ａに導入する。すなわち、排ガスで希釈されたアンモニアガスは、バグフィルター１のガス排出部１ａから排出される排ガスの流れと対向して各開口１０ａより吹き込まれる。したがって、吹き込まれたアンモニアガスは、一旦、バグフィルター１のガス排出部１ａに入り、バグフィルター１により除塵された排ガスと混合され、その後、各開口１０ａより排出される。この過程で、アンモニアガスはバグフィルター１により除塵された排ガスと完全に混合され、触媒室２にて均一な脱硝反応（窒素酸化物の分解）が行われる。

また、排ガス循環ライン８には、誘引送風機の作用により常に３〜４ｋＰａ程度の差圧力がかかるため、別途に空気ファン等の送風機を設けることなく、ガスを流すことができる。なお、排ガス循環ライン８に導入する排ガス量は、全排ガス量の１〜２％程度でよく、これに伴う触媒室２への通ガス量の増加の影響は殆どない。

このように、本発明によれば、別途に空気ファン等の送風機を設けることなく、アンモニアを希釈して排ガスに均一に混合させることができ、装置のコンパクト化及び装置コストの低減化を達成できる。また、実施例のように、触媒室２を、バグフィルター１のケーシング１ｂ内に設けて一体化すれば、装置をよりコンパクト化することができる。

本発明は、廃棄物溶融炉からの排ガスに限らず、廃棄物の焼却炉、ガス化炉、熱分解炉等の各種の廃棄物処理炉からの排ガスの処理に利用可能である。

本発明の排ガス処理装置の構成を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。従来の排ガス処理装置の一般的な構成を示す。

符号の説明

１バグフィルター（除塵器）
１ａバグフィルターのガス排出部
１ｂバグフィルターのケーシング
２触媒室
２ａ触媒室のガス排出部
３誘引送風機
４排ガス煙道
５圧力制御ダンパ
６逆洗用パルス管
７煤塵排出装置
８排ガス循環ライン
８ａヘッダ管
８ｂノズル
９アンモニアガス発生装置
１０仕切り板
１０ａ開口
１１バグフィルター
１２触媒入口煙道
１３触媒室
１４誘引送風機
１５排ガス煙道
１６アンモニアガス発生装置
１７空気ファン
１８ノズル

Claims

廃棄物処理施設の排ガス処理装置であって、排ガス中の煤塵を除去する除塵器と、除塵器のガス排出部から排出された排ガスを処理する触媒室とを備え、前記触媒室から排出された排ガスの一部を前記除塵器のガス排出部に戻す排ガス循環ラインを設けるとともに、排ガス中の窒素酸化物を触媒室で分解するために必要なアンモニアを前記排ガス循環ラインに注入するようにした排ガス処理装置。
前記触媒室が、前記除塵器を収納するケーシング内に設けられている請求項１に記載の排ガス処理装置
前記除塵器のガス排出部に複数の開口を有する仕切り板を設けて排ガスを整流し、前記排ガス循環ラインの先端を分岐して、アンモニア注入された排ガスを前記各開口に戻すようにした請求項１又は２に記載の排ガス処理装置。
廃棄物処理施設において、排ガス中の煤塵を除去する除塵器と、除塵器のガス排出部から排出された排ガスを処理する触媒室とを備えた排ガス処理装置による排ガス処理方法であって、前記触媒室から排出された排ガスの一部を排ガス循環ラインを介して前記除塵器のガス排出部に戻すとともに、排ガス中の窒素酸化物を触媒室で分解するために必要なアンモニアを前記排ガス循環ラインに注入する排ガス処理方法。